内容正文:
高2027届第4次定时作业
一.选择题(共8小题)
1. 已知函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出函数的导数,再利用导数的定义求得答案.
【详解】函数,求导得,
所以.
2. 5名同学去听同时举行的3个课外知识讲座,每名同学可自由选择听其中的1个讲座,不同的选择的种数为( )
A. 60 B. 125 C. 240 D. 243
【答案】D
【解析】
【分析】有分步计算原理即可得出结果.
【详解】每个同学由3种选择方式,5名同学共有种选择方式
故选:D
3. 的展开式中,的系数为( )
A. B. C. 2 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】求得中,常数项及项,即可求解.
【详解】因为中常数项为1,项的系数为,
所以的展开式中,的系数为,
故选:D
4. 过点作曲线的切线,则切点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设出切点坐标并对函数求导,求得在切点处的切线方程并代入点坐标解方程即可.
【详解】易知函数的定义域为,
设切点坐标为,则可得,
此时切线斜率为,因此切线方程为,
代入点可得,即,
解得,即切点坐标为.
故选:C
5. 函数的大致图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】令,先研究的单调性与函数值的情况,再结合复合函数单调性求得的单调性与函数值的情况,进而结合选项即可得答案.
【详解】令,则,
所以,当时,,单调递减;
当时,,单调递增
所以,
又因为,所以的定义域为
所以,根据复合函数的单调性,在上单调递增,在上单调递减,且
根据以上性质,只有C选项满足.
故选:C
6. 的展开式中的常数项为( )
A. 61 B. 29 C. 309 D. 308
【答案】C
【解析】
【详解】的展开式中的常数项为.
7. 若函数,当方程有2个解时,则的取值范围( )
A. B. 或
C. D. 且
【答案】C
【解析】
【分析】求出函数的导数,判断其单调性,求得极值,作出其大致图象,数形结合,求得当方程有2个解时,的取值范围.
【详解】由函数,得,
当 时,,递减,
当 时,,递增,
故 ,且当 时,,
故大致图象如图示:
故当方程有2个解时,则的取值范围为,
故选:C
8. 若关于的方程在上有解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由,得,即,即.
设,则,因为0,所以在上单调递增,所以,即.
设,则,
当时,,则在上单调递减,
当时,,则在上单调递增,
所以,所以.
二.多选题(共3小题)
9. 下列求导正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】AD
【解析】
【分析】借助导数运算法则逐项计算即可得.
【详解】对A:若,则,故A正确;
对B:若,则,故B错误;
对C:若,则,故C错误;
对D:若,则
,故D正确.
10. 某城市的智能交通系统使用无人机参与街道交通的巡检,现有7架无人机,有甲、乙、丙、丁4条街道需要巡检,若7架无人机都参与且每架无人机只巡检一条街道,则下列结论正确的是( )
A. 若无人机完全相同,每条街道至少有一架无人机巡检,则共有35种不同的巡检方案
B. 若无人机完全相同,允许有的街道不用无人机巡检,则共有120种不同的巡检方案
C. 若给无人机按1~7编号,它们排队依次起飞,其中1号、2号两架无人机不相邻,则共有3600种不同的顺序
D. 若给无人机按1~7编号,已知甲、乙两街各至少需要2架无人机,丙、丁两街各至少需要1架无人机,则共有2100种不同的巡检方案
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据隔板法判断AB;根据插空法判断C;分类讨论判断D.
【详解】对于A,把7架无人机排成一排,它们之间有6个空,选3个空插入隔板分为4组对应4条街道,共有种,故A错误;
对于B,借4架无人机,共11架,排成一排共有10个空,选3个空插入隔板分为4组,再将借的4架无人机还回去,共有种不同情况,故B正确;
对于C,先排其余5架无人机,共有种排法,这5架排好后形成6个空,选2个空插入1号,2号无人机,有种排法,所以共有种,故C正确;
对于D,分两种情况,按2,2,2,1分组,有种,
按分组,有种,
则共有种,故D正确.
11. 已知函数与交于,两点,如图截取两函数在,之间部分图象得到一条封闭曲线,则下列说法正确的是( )
A. 封闭曲线关于直线对称
B. 若点的横坐标为,则
C. 封闭曲线上的点到直线距离的最大值为
D. 封闭曲线上存在互异的两点,,分别过,作的切线,斜率记为,,满足
【答案】ACD
【解析】
【分析】对A,由反函数的性质即可判断;对B,令,构造函数,利用导数判断单调性可得,令,判断单调性结合零点存在性定理可判断;对C,根据对称性,转化为曲线上斜率为1的切线对应的切点到直线的距离,求解;对D,结合C,求出曲线上斜率为1的切线对应的切点存在,得解.
【详解】对于A,由函数,可得,
所以函数与函数互为反函数,所以封闭曲线关于直线对称,故A正确;
对于B,令,则,
令,则,所以在R上单调递增,
又,可得,即,
令,则,
易知,,即单调递减,
,,即单调递增,
又,,所以,故B错误;
对于C,设,由B知,当时,单调递减,
又,,所以,
所以封闭曲线上点的横坐标取值范围为,其中,,
由,则,令,得,
所以上斜率为1的切线对应的切点为,
由对称性,封闭曲线上的点到直线距离的最大值为点到直线的距离,
所以距离的最大值为 ,故C正确;
对于D,由,则,令,得,
所以曲线上斜率为1的切线对应的切点为,
所以封闭曲线上存在互异的两点和,对应的切线的斜率相等,故D正确.
故选:ACD.
三.填空题(共3小题)
12. 如图将一个矩形划分为如下的A、B、C、D、E、F六个区域,现用四种不同的颜色对这六个区域进行染色,要求边界有重合部分的区域(顶点与边重合或顶点与顶点重合不算)染上不同的颜色,并且每一种颜色都要使用到,则一共有__________种不同的染色方案.
【答案】192
【解析】
【分析】法一:间隔元素分析法,分同色,同色;同色,不同色;不同色,同色;不同色,不同色,结合和的颜色相同和不同,分类讨论,得到情况数,相加即可;
法二:相邻最多元素优先分析法,考虑到影响的元素最多,分各不同色, 和同色,结合同色,不同色,同色,不同色,共有类讨论,分类讨论,得到情况数,相加即可
【详解】法一:间隔元素分析法:
①同色,同色,则有两种上色方式,被确定,故有种;
②同色,不同色,则仅有1中上色方式,被确定,故有种;
③不同色,同色,则若与同色,则有1种上色方式;
若与不同色,则只有1种上色方式;
故有种;
④不同色,不同色,
1)同色,则有种;2)不同色,则有种.
综上,共有种方式.
法二:相邻最多元素优先分析法:
考虑到影响的元素最多:
①各不同色,1)同色,则有3种染色法,故共有种;
2)不同色,则有2种染色法,故共有:种;
②同色,1)同色,则只有1种染色法(4种颜色都要使用到),
故有种;2)不同色,则有2种染色法,故有种.
综上:共有种染色方案.
故答案为:192.
13. 已知函数,若不等式在上恒成立,则实数的取值范围是_____.
【答案】
【解析】
【分析】分析可知函数是上的增函数,也是奇函数,可将所求不等式等价变形为在上恒成立,令,其中,利用导数求出函数的最大值,即可得出实数的取值范围.
【详解】显然函数是上的增函数,也是奇函数,
因为在上恒成立,
即在上恒成立,
所以在上恒成立,即在上恒成立,
令,其中,则,
令,得,令,得,
所以在上单调递增,在上单调递减,所以,
故.
因此,实数的取值范围是.
故答案为:.
14. 若函数的图象在、两点处的切线相互垂直,则___________.
【答案】
【解析】
【分析】利用导数的几何意义分析可得,然后得出,化简即可得解.
【详解】当时,,则,
当时,,则,
设函数的图象在、两点处的切线斜率分别为、,
若,则,不合题意;
若,则,不合题意;
若,则,可得,即,
所以
.
故答案为:.
四.解答题(共5小题)
15. 已知函数,曲线在点处的切线与直线平行.
(1)求a的值;
(2)求函数的单调区间.
【答案】(1)
(2)单调递增区间为和,单调递减区间为.
【解析】
【分析】(1)对函数求导,由导数的几何意义得切线的斜率,利用两直线平行,斜率相等即可求得a的值;
(2)对函数求导,利用导数研究函数的单调性即可求解.
【小问1详解】
函数,则,
则,而直线的斜率为,
因为曲线在点处的切线与直线平行,
则,解得,
【小问2详解】
由(1)可知,所以,定义域为,
,
令,即,化简可得,解得,
当时,函数单调递增。由,即,解得或,
所以的单调递增区间为和,
当时,函数单调递减,由,即,解得,
所以的单调递减区间为;
综上, 的单调递增区间为和,单调递减区间为.
16. 已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,证明:.
【答案】(1)
当时,在上单调递增,
当时,在上单调递增,在上单调递减,
(2)
由题意得,
令,则,
令,,令,,
则在上单调递增,在上单调递减,
则的极小值为,而,
可得,即得证.
【解析】
【分析】(1)对参数范围进行讨论,再利用导数求解单调性即可.
(2)利用导数求出单调区间,进而得到最值证明不等式即可.
【小问1详解】
因为,所以,
当时,可得,此时在上单调递增,
当时,令,,
令,,
则在上单调递增,在上单调递减,
综上可得,当时,在上单调递增,
当时,在上单调递增,在上单调递减,
【小问2详解】
略
17. 在的展开式中,第4项的二项式系数和第2023项的二项式系数相等.
(1)求展开式中所有二项式系数的和;
(2)求展开式中所有奇数项的系数和;
(3)求展开式中系数最大的项是第几项?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用二项式系数的性质求出值,进而可得二项式系数的和;
(2)设,则,则所有奇数项的系数和等于 ,计算可解;
(3)设展开式中系数最大的项是第项,列不等式计算即可求解.
【小问1详解】
因为,所以.
所以展开式中所有二项式系数的和等于.
【小问2详解】
设,则,
所以展开式中奇数项的系数即为展开式中奇次项的系数
所以展开式中所有奇数项的系数和等于.
【小问3详解】
设展开式中系数最大的项是第项,
则,解得,
又因为,所以,
所以展开式中系数最大项是第1351项.
18. 已知函数,.
(1)当时,求函数的最小值;
(2)当时,证明:在上存在2个不同的零点,且;
(3)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)证明如下:
当时,,即,可得,
令,,
令,由定义域为,可得,解得,
当时,,所以在上单调递减,
当时,,所以在上单调递增,
所以.
又时,时,
所以在上2个不同的零点,即在上2个不同的零点,
设,令,,
则,
∴在上单调递减,∴,
∴,即,又,,
而在上单调递增,,故.
(3)
【解析】
【分析】(1)根据函数单调性和函数导数之间的关系,求出函数导数,进而判断函数单调性,求出函数最值;
(2)根据函数零点与函数导数之间的关系,进而求出函数单调性,根据函数单调性判断函数最值,判断函数零点,再构造函数,根据函数单调性列出不等式,证明结果即可;
(3)根据不等式恒成立的条件,构造函数,根据函数导数求出函数单调性和最值,求出参数范围.
【小问1详解】
由题意可知.
当时,,在上单调递减,
∴.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
令在上恒成立.
记,.则,
所以原不等式等价于在上恒成立.
可知,令,.
当时,,即在上单调递增,即在上单调递增,
∴,
当即时,,在上单调递增,,不等式恒成立;
当即时,存在使得,
即存在使得在上单调递减,在上单调递增,
即在上,不等式不恒成立.所以;
当时,,,,
可知在上单调递增,
,.即在上有唯一解,
使得,即时,在上单调递减,
时,,在上单调递增,
因为,
∴存在,使得,
当时,,单调递增,
当时,,单调递减,
即在上单调递增,在上单调递减,
而,.
∴当时,,即在上单调递增,
而,∴,∴.
19. 已知函数.
(1)若,,求函数的单调区间及极值;
(2)若,,且在定义域内恒成立,求实数b的取值范围.
【答案】(1)单调增区间是,单调减区间是,极大值为,无极小值;
(2)
【解析】
【分析】(1)先求出函数的定义域,求导判断函数的单调性,进而求出极大值,判断无极小值即可;
(2)依题求出的值,即得函数解析式,由不等式参变分离可得在上恒成立,令,利用求导判断其单调性求出其最小值,即得参数范围.
【小问1详解】
当,时,,函数的定义域为,
所以,令,得,
当时,,在上是增函数;
当时,,在上是减函数,
所以的极大值为,无极小值,
所以函数的单调增区间是,单调减区间是,
极大值为,无极小值;
【小问2详解】
由,,得,则,故,
由,可得,
又∵,由上式可得在上恒成立,
令,可得,
令,解得,
当时,,在上是减函数;
当时,,在上是增函数,
∴,所以,
故实数b的取值范围是.
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高2027届第4次定时作业
一.选择题(共8小题)
1. 已知函数,则( )
A. B. C. D.
2. 5名同学去听同时举行的3个课外知识讲座,每名同学可自由选择听其中的1个讲座,不同的选择的种数为( )
A. 60 B. 125 C. 240 D. 243
3. 的展开式中,的系数为( )
A. B. C. 2 D. 4
4. 过点作曲线的切线,则切点坐标为( )
A. B. C. D.
5. 函数的大致图象可能是( )
A. B.
C. D.
6. 的展开式中的常数项为( )
A. 61 B. 29 C. 309 D. 308
7. 若函数,当方程有2个解时,则的取值范围( )
A. B. 或
C. D. 且
8. 若关于的方程在上有解,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二.多选题(共3小题)
9. 下列求导正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
10. 某城市的智能交通系统使用无人机参与街道交通的巡检,现有7架无人机,有甲、乙、丙、丁4条街道需要巡检,若7架无人机都参与且每架无人机只巡检一条街道,则下列结论正确的是( )
A. 若无人机完全相同,每条街道至少有一架无人机巡检,则共有35种不同的巡检方案
B. 若无人机完全相同,允许有的街道不用无人机巡检,则共有120种不同的巡检方案
C. 若给无人机按1~7编号,它们排队依次起飞,其中1号、2号两架无人机不相邻,则共有3600种不同的顺序
D. 若给无人机按1~7编号,已知甲、乙两街各至少需要2架无人机,丙、丁两街各至少需要1架无人机,则共有2100种不同的巡检方案
11. 已知函数与交于,两点,如图截取两函数在,之间部分图象得到一条封闭曲线,则下列说法正确的是( )
A. 封闭曲线关于直线对称
B. 若点的横坐标为,则
C. 封闭曲线上的点到直线距离的最大值为
D. 封闭曲线上存在互异的两点,,分别过,作的切线,斜率记为,,满足
三.填空题(共3小题)
12. 如图将一个矩形划分为如下的A、B、C、D、E、F六个区域,现用四种不同的颜色对这六个区域进行染色,要求边界有重合部分的区域(顶点与边重合或顶点与顶点重合不算)染上不同的颜色,并且每一种颜色都要使用到,则一共有__________种不同的染色方案.
13. 已知函数,若不等式在上恒成立,则实数的取值范围是_____.
14. 若函数的图象在、两点处的切线相互垂直,则___________.
四.解答题(共5小题)
15. 已知函数,曲线在点处的切线与直线平行.
(1)求a的值;
(2)求函数的单调区间.
16. 已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)当时,证明:.
17. 在的展开式中,第4项的二项式系数和第2023项的二项式系数相等.
(1)求展开式中所有二项式系数的和;
(2)求展开式中所有奇数项的系数和;
(3)求展开式中系数最大的项是第几项?
18. 已知函数,.
(1)当时,求函数的最小值;
(2)当时,证明:在上存在2个不同的零点,且;
(3)当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
19. 已知函数.
(1)若,,求函数的单调区间及极值;
(2)若,,且在定义域内恒成立,求实数b的取值范围.
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